1、3.2 氮的循環一、自然界中氮的循環：1氮的存在形態氮是地球上含量豐富的一種元素，以游離態的形式存在于 大氣中，以化合態的形式存在于動植物體、土壤和水體中。2氮在自然界中的循環Ø 在自然界中豆科植物根部的根瘤菌把空氣中的氮氣轉變為硝酸鹽等含氮的化合物。Ø 在放電條件下，空氣中少量的N2與O2化合生成NO，NO和O2迅速生成NO2并隨水進入土壤和水體。Ø 人們通過化學方法把空氣中的N2轉化為NH3，再根據需要進一步轉化成各種含氮化合物(如HNO3、氮肥等)。二、氮氣：1物理性質Ø 色味態：無色無味氣體Ø 溶解性：難溶于水Ø 密度：比空氣

2、略小2化學性質Ø 與氧氣：N2O22NOØ 與氫氣：N23H2 2NH3Ø 與鎂： 3用途Ø 氮氣是合成氨，制硝酸的重要原料Ø 氮氣因為性質穩定，經常用作保護氣，比如用于焊接金屬Ø 液氮可用作冷凍劑，應用于醫學領域4、氮的固定(1) 概念：使空氣中游離態的氮轉化為含氮化合物的過程(2) 分類：Ø 自然固氮：主要包括生物固氮和高能固氮Ø 人工固氮：主要包括合成氨固氮和仿生固氮三、氮的氧化物：1氮的氧化物的種類：化合價12345對應氧化物N2ONON2O3NO2、N2O4N2O52. 注意事項：Ø 酸酐的問題

3、：N2O3是亞硝酸的酸酐，N2O5是硝酸的酸酐Ø 顏色的問題：只有NO2是紅棕色氣體，其余均為無色氣體Ø 污染的問題：氮的氧化物都具有毒性，而且都是大氣污染物，3. NO和NO2(1) 物理性質Ø 色味態：NO是無色無味氣體，NO2是紅棕色有刺激性氣味的氣體Ø 溶解性：NO難溶于水，NO2易溶于水Ø 密度：NO比空氣略小，NO2比空氣大(2) 相互轉換Ø NONO2 :2NO+O2= 2NO2 Ø NO2NO :3NO2 + H2O=2HNO3 + NO(3)影響Ø NO：是傳遞神經信息的“信使分子”，但容易與血紅

4、蛋白結合而使人體缺氧。Ø NO2：能損壞多種織物和尼龍制品，對金屬和非金屬材料有腐蝕作用。四、氨氣：1物理性質(1) NH3是無色、有刺激性氣味、極易溶于水的氣體，常溫時，1體積水大約溶解700體積的氨氣。氨易液化，常作制冷劑。(2)噴泉實驗實驗裝置操作及現象結論打開活塞，并擠壓滴管的膠頭燒杯中的溶液由玻璃管進入燒瓶，形成噴泉，瓶內液體呈紅色氨氣易溶于水，其水溶液呈堿性 注意事項：噴泉實驗必須要有壓力差，壓力差的原因可能有氣體溶解，或者氣體反應，或者溫度變化而引起壓力變化等(1) 實驗可證明當氣體在水中的溶解度大于17時，即可形成噴泉實驗(2) CO2,H2S,Cl2等在水中溶解度不

5、大，不能形成噴泉，但是把水改成堿溶液，也可以形成噴泉(3) 當燒瓶內的氣體溫度降低，而燒杯內的溫度不變時，由于溫度變化，引起壓強變化，從而也可以形成噴泉2.化學性質(1)氨氣與水的反應 反應的化學方程式為： NH3·H2O不穩定，受熱易分解，反應的化學方程式為： 氨水呈弱堿性，原因是：(2) 氨氣與酸的反應 實驗現象：蘸取濃氨水和濃鹽酸的兩支玻璃棒靠近時，會看到有白煙生成 反應的化學方程式為：NH3+HCl=NH4Cl(可應用檢驗NH3)(3) 氨氣與氧氣的反應(即氨的催化氧化或接觸氧化)3氨氣的實驗室制法(1) 原理：實驗室中常用銨鹽與堿共熱的方法制取氨。如：2NH4ClCa(OH

6、)2CaCl2+2NH3+2H2O(2) 裝置：固體與固體反應，加熱。裝置如右圖。(3) 收集方法：向上排空氣法(4) 驗滿：Ø 用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗，試紙變藍Ø 醮有濃鹽酸的玻璃棒檢驗，產生白煙(5) 干燥通常使用堿石灰，不能使用P2O5或濃H2SO4。(6) 尾氣處理多余的氨要吸收掉以避免污染空氣。但多余氣體在尾氣吸收時要防止倒吸。常采用的裝置有：(7) 注意事項：Ø 原料一般選用固體，不能用溶液，防止生成的氨氣溶于水中，另外固體一般采用NH4Cl或者(NH4)2SO4 ,而不采用NH4HCO3或者NH4NO3 ,因為均產生其它氣體，而且后者容易爆炸

7、16; Ca(OH)2不能用KOH或者NaOH代替，因為后兩者容易吸濕，易結塊，不利用氨氣的產生，而且高溫時，會腐蝕試管Ø 收集裝置和反應裝置的試管和導管必須是干燥的；Ø 試管口必須略向下傾斜，防止冷凝水倒流Ø 制取氨氣時，導管口應略伸出試管口，以便氣體更好的排出，而收集氨氣時，導管應插入到試管的底部，以使空氣排除干凈，另外應在收集的試管口處加一團棉花，以防止氨氣和空氣發生對流，使收集的氨氣不存Ø 干燥氨氣，應使用堿石灰，不能使用P2O5或濃H2SO4 ,或者CaCl24、氨氣的其它制法：(1) 實驗室固液加熱型裝置：實驗室如果要快速制取氨氣，也可以將濃

8、氨水滴入NaOH固體中，其裝置如下： (2) 工業制法：N23H2 2NH3五、硝酸：1物理性質Ø 色味態：無色有刺激性氣味的，易揮發的液體(因此一般保存在棕色試劑瓶，且放在陰涼處)Ø 溶解性：能與水以任意比例混合Ø 密度：比水大2.化學性質(1) 酸性硝酸具有酸的通性，能使指示劑變色，能與堿、堿性氧化物、部分鹽等反應。(2) 不穩定性HNO3見光或受熱易分解，化學方程式為：4HNO34NO2O22H2O(3) 強氧化性 與金屬反應Ø 濃HNO3與Cu反應的化學方程式為： Cu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2OØ 稀HNO3與Cu反應的化學方程式為： 3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O 與非金屬反應濃HNO3與木炭加熱時反應的化學方程式為： C4HNO3(濃)CO24NO22H2O 常溫下，冷的濃硝酸能使Fe、Al鈍化。 王水是濃硝酸和濃鹽酸的混合物，體積比為13，能使不溶于硝酸的金、鉑等溶解。3、人類活動對氮循環和環境的影響(1) 含氮物質的來源 氮氧化物(2) 危害：Ø 與碳氫化合物反應，形成光